窗戶可以成為光伏電站嗎？建筑一體化光伏（BIPV）正在流行！

零碳達(dá)人立青建筑節(jié)能合作聯(lián)盟2022-11-01 07:20發(fā)表于上海

“共同生活”是人類區(qū)別于地球上其他生物的基本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。一個(gè)被稱為“市中心”的地區(qū)是一個(gè)代表社區(qū)生活巔峰的系統(tǒng)，并刺激了當(dāng)今社會(huì)的奇跡般的發(fā)展。

另一方面，“市中心”也是一個(gè)以驚人的速度消耗地球有限資源和能源的地區(qū)，被認(rèn)為是造成環(huán)境污染的主要原因。最近，出現(xiàn)了以環(huán)保方式實(shí)現(xiàn)城市中心增長(zhǎng)以解決相關(guān)問題的運(yùn)動(dòng)。

然而，在已經(jīng)擠滿樓房和人群的鬧市區(qū)安裝環(huán)保型發(fā)電機(jī)組，在提高能源效率的同時(shí)，卻不是那么簡(jiǎn)單，因?yàn)榘惭b發(fā)電設(shè)備不僅會(huì)引起民怨，還會(huì)破壞城市景觀。

盡管如此，人類總能找到合適的解決方案，正如電影中所說(shuō)，“我們會(huì)找到方法，我們一直都有”。建筑一體化光伏（BIPV）是人類為城市中心的生態(tài)友好型發(fā)電找到的一種解決方案。

BIPV是一種使用建筑一體化太陽(yáng)能組件作為外部建筑材料的光伏系統(tǒng)。與安裝在廣闊平地或屋頂上的現(xiàn)有光伏系統(tǒng)不同，光伏電池板按原樣用于建筑材料，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的能量直接提供給建筑物。BIPV 正在成為克服空間限制的解決方案，例如在韓國(guó)土地有限且建筑面積受限，因?yàn)樗恍枰~外的空間來(lái)安裝光伏系統(tǒng)。

▲建設(shè)一體化光伏（BIPV）市場(chǎng)

- 增長(zhǎng)、趨勢(shì)、COVID-19 影響和預(yù)測(cè)（2021 - 2026）

BIPV 市場(chǎng)與光伏市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)保持同步。全球市場(chǎng)研究公司 Mordor Intelligence 預(yù)測(cè)，從 2020 年到 2025 年，全球 BIPV 市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到 14.79% 或更高。此外，歐盟正在推動(dòng)“近零能耗建筑 (nZEB)”政策，目標(biāo)是到 2030 年實(shí)現(xiàn)至少 27% 的可再生能源消耗率。2021 年 2 月，韓國(guó)國(guó)土交通省最終確定了“第三個(gè)建筑政策總體規(guī)劃”，強(qiáng)制要求*零能耗建筑 (ZEB)。預(yù)計(jì)總體規(guī)劃的出臺(tái)和實(shí)施，將真正為BIPV市場(chǎng)注入活力。

*ZEB（零能源建筑）：一種建筑概念，通過(guò)改善絕緣和氣密性，減少能源消耗并使用可再生能源系統(tǒng)（如光伏）發(fā)電。

可以說(shuō)，由于染料敏化太陽(yáng)能電池 (DSSC) 的存在，BIPV 建筑材料中嵌入了美學(xué)功能，因?yàn)樗鼈儫o(wú)需額外著色即可表達(dá)各種顏色。硅基太陽(yáng)能電池的不透明特性使其難以用于窗戶；然而，DSSC 是透明的并且有不同的顏色，因此可以將其使用擴(kuò)展到設(shè)計(jì)領(lǐng)域。由于它們對(duì)入射角和太陽(yáng)輻射不太敏感，只需10°的照射角即可發(fā)電，優(yōu)點(diǎn)是即使在陰天也能發(fā)電。

BIPV系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的外部位置分為屋頂集成和立面集成類型。屋頂一體型適用于屋頂面積比表面積更大的獨(dú)立屋或?qū)W校。立面一體型以不同的方式將光伏系統(tǒng)應(yīng)用于建筑物的正面，包括典型的*幕墻、替代外部建筑材料的“外墻”和可用作遮陽(yáng)材料的“遮陽(yáng)”模塊。

*幕墻：一種覆蓋建筑物外墻的建筑風(fēng)格，不承受建筑物的任何結(jié)構(gòu)荷載，而荷載由建筑物的柱子、橫梁、地板和屋頂支撐

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BIPV 和 BAPV 的區(qū)別

事實(shí)上，建筑物上安裝了一個(gè)現(xiàn)有的光伏系統(tǒng)，即建筑應(yīng)用光伏 (BAPV)。BIPV和BAPV都屬于可以振興城市光伏產(chǎn)業(yè)的光伏應(yīng)用領(lǐng)域，但根據(jù)建筑類型進(jìn)行區(qū)分。BIPV 是通過(guò)在建筑物的屋頂或外部集成太陽(yáng)能模塊來(lái)安裝的，其中集成的模塊可以替代建筑物的覆層。在經(jīng)濟(jì)方面，BIPV 與 BAPV 相比具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)?BIPV 可以降低建設(shè)成本。

BAPV 不是將光伏系統(tǒng)與建筑物集成的方法，而是通過(guò)將太陽(yáng)能模塊固定到建筑物外部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。BAPV 的一個(gè)缺點(diǎn)是它需要一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)固定模塊，需要安裝在垂直或水平表面上。

資料來(lái)源：貿(mào)易、工業(yè)和能源部（2013），BIPV 測(cè)試/認(rèn)證系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃研究

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BIPV地標(biāo)，韓華大廈

2016年至2019年，在為期三年的改造工程中，首爾長(zhǎng)橋洞韓華大廈被改造成環(huán)保辦公大樓。在改造過(guò)程中，幕墻施工方法積極采用Q CELLS的最新光伏技術(shù)，從而顯著提高能源效率。每個(gè)尺寸為 1,348x680 毫米的太陽(yáng)能組件覆蓋了 275 平方米的塔立面，大約 300 個(gè)組件安裝在南立面和東南立面的不透明面板上，以獲得盡可能多的陽(yáng)光。

得益于 BIPV 技術(shù)，韓華建筑設(shè)計(jì)也得到了改進(jìn)。通過(guò)在建筑物的 8 至 27 層的外墻上統(tǒng)一安裝太陽(yáng)能電池板，可以同時(shí)滿足建筑物的能源效率和美觀性。有了BIPV，建筑現(xiàn)在可以在春季和秋季自行發(fā)電約3%，夏季和冬季可以自行發(fā)電1%。

今年 2 月，韓華總部獲得了高層建筑和城市人居委員會(huì) (CTBUH) 頒發(fā)的“2021 CTBUH AWARD”改造卓越獎(jiǎng)。它作為一個(gè)示范性的可持續(xù)建筑引起了人們的注意，該建筑將現(xiàn)有建筑改造成安裝了光伏電池板的環(huán)保建筑。

除了在太陽(yáng)能組件領(lǐng)域的成就外，Q CELLS 還率先在應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)的綠色新政中，在韓國(guó)可再生能源公司中首次宣布“RE100”。Q CELLS 將繼續(xù)追求作為全面環(huán)保能源解決方案公司的進(jìn)步。

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